碳原子第二層4個電子,根據能量最低原理與洪特規則,其中兩個在2s軌道上,自旋相反；另外兩個分佔2個2p軌道,自旋平行.

1、乙烷中的碳原子是sp3雜化.首先,碳原子的一個2s電子被激發到空的2p軌道上；接著,碳原子的一個2s軌道與三個2p軌道,雜化生成4個sp3雜化軌道.這4個sp3雜化軌道在空間指向正四面體的四個頂點,其中三個分別與三個氫原子的1s軌道生成σ鍵,第4個sp3雜化軌道與旁邊碳原子的一個sp3雜化軌道生成σ鍵,這個碳碳σ鍵就是書烷分子的碳碳單鍵.

2、乙烯中的碳原子是sp2雜化.首先,碳原子的一個2s電子被激發到空的2p軌道上；接著,碳原子的一個2s軌道與兩個2p軌道,雜化生成3個sp2雜化軌道.這3個sp2雜化軌道在空間指向平面正三角形的三個頂點,其中兩個分別與兩個氫原子的1s軌道生成σ鍵,第3個sp2雜化軌道與旁邊碳原子的一個sp2雜化軌道生成σ鍵.未參與雜化的帶一個電子的一個p軌道的方向與平面正三角形垂直,兩個碳原子的兩個p軌道側面重疊生成一個π鍵.乙烯的碳碳雙鍵,一個是σ鍵,一個是π鍵.

3、乙炔中的碳原子是sp雜化.首先,碳原子的一個2s電子被激發到空的2p軌道上；接著,碳原子的一個2s軌道與一個2p軌道,雜化生成2個sp雜化軌道.這兩個sp雜化軌道在空間是直線型分佈,其中一個與一個氫原子的1s軌道生成σ鍵,第二個sp雜化軌道與旁邊碳原子的一個sp雜化軌道生成σ鍵.未參與雜化的各帶一個電子的兩個p軌道的方向與直線垂直,這兩個p軌道也相互垂直.兩個碳原子各出兩個p軌道,分別側面重疊生成兩個π鍵.乙炔的碳碳三鍵,一個是σ鍵,兩個是π鍵.

乙烯雜化的原理如下：

乙烯是最普遍的sp2雜化形式，碳原子在形成乙烯分子時，每個碳原子的2s軌道與兩個2p軌道發生雜化，稱為sp2雜化，其形狀與sp3雜化軌道相似，在空間以碳原子為中心指向平面三角形的三個頂點。未雜化的一個2p軌道則垂直與雜化軌道的平面。